【正文】 數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào) 調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號或數(shù)字信號變換成適合信道傳輸?shù)母哳l信號 ， 該信號稱為已調(diào)信號。 圖 21 TDSCDMA 調(diào)制過程 本章小結 本章 主要講述的是 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)包括哪幾個部分，其中第一部分是 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)，第二部分是擴頻調(diào)制與解調(diào)，第三部是射頻調(diào)制與解調(diào)，其中 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)為本次設計的重點部分，而 TDSCDMA通信系統(tǒng)的 數(shù)據(jù) 調(diào)制與解調(diào)又分為 QPSK 和 8PSK 兩種，分別針對不同的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。 擴頻后進行脈沖成形。擾碼的長度 16， 該序列的元素取值于復數(shù)集 {1， j， 1， j}（ j 為虛數(shù)單位）。表 21 給出了每一個信道化碼對應的相位系數(shù)值 [7]。擴頻碼的作用是用來區(qū)分同一時隙中的不同用戶。然后是加擾碼，即將擾碼加到擴頻后的信號中。擴頻調(diào)制主要分為擴頻和加擾兩步。 TDSCDMA 擴頻后的碼片為 ，擴頻因子的范圍為 1~16，調(diào)制符號的速率為 千符號 /秒 ~ 兆符號 /秒。對于 2Mb/s 的業(yè)務，將使用 8PSK 調(diào)制方式。 所以， OVSF 碼的使用有一個要求，就是當一個碼已經(jīng)在一個時隙中采用時，則其上級碼樹直至樹根上的碼和下級碼樹所有的碼不能在同一時隙中使用，因為這些碼不一定是正交的。 同理， ??2??， i和 ??2??+2， 4i之間的相關運算可表示為： .??2??， i， ??2??+2， 4i/= 4 ?(??2??， i， ??2??， i)= 2??+2 可見， ??2??， i和 ??2??+2， 4i也是相關的。 實際上，當位于不同階的碼字之間存在直通路徑時，碼字之間可能具有相關性；當位于不同階的碼字間不存在直通路徑時，碼字之間仍是正交關系。 例如，對 ?? ??，有： (??， ??)= ??(1)??(1)+??(2)??(2)+??(1)??(3)+??(2)??(4)= 1 ?1+1 ?(?1)+1 ?1 = 0 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 10 可見， ?? ??。 OVSF 碼的特色就是在相同或不同長度的碼字之間相互正交。 OVFS 碼一般采用樹形結構來描述。本節(jié)將重點闡述 OVSF 碼。 正交可變擴頻因子 碼 (OVSF 碼 ) 在 TDSCDMA 中，擴頻碼為 OVSF 碼，采用短的復擾碼對數(shù)據(jù)符號進行加擾處理，擾碼序列的長度固定為 16。 CDMA 系統(tǒng)常用的碼主要包括 m 序列、Gold 碼、 Walsh 碼。而偽隨機碼則具有尖銳的自相關系數(shù)，但其互相關性能不理想。實際的碼不可能既有良好的正交性，又有尖銳的自相關性。但在實際系統(tǒng)中，完全正交的特性是比較難實現(xiàn)的，所以希望碼字的互相關性越低越好。尖銳的自相關性使得相關解調(diào)器可以很容 易捕捉到碼字的存在。 作為 CDMA 來說，用戶工作在同一個中心頻率上，所有的用戶信息被第 2章 TDSCDMA系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)基本原理 9 疊加在空中接口上進行發(fā)射并通過碼字來區(qū)分。注意，如果采用的是二進制符號 0和 1來表示消息代碼和擴頻碼，擴頻過程就是將信息符號與擴頻碼逐碼片進行邏輯異或。假設擴頻碼 C 有16 位 (Chip)， 1kb/s 的基帶數(shù)據(jù)被擴頻成 16KChip/s,則擴頻 16 倍，帶寬也就寬了 16 倍。 擴頻碼是很窄的脈沖序列，即比特速率較高。 CDMA 通信系統(tǒng)中的各用戶同時工作于同一載波，占用相同的帶寬，各用戶之間必然相互干擾。 碼分多址基本原理 在多用戶情況下，每個用戶都分配一個唯一的地址碼，為了區(qū)分用戶，這些地址碼必須是正交的 [8]。通常的擴頻設備可將用戶信息的帶寬擴展到數(shù)十至上千倍，以盡可能地提高處理增益。 擴頻系統(tǒng)的抗干擾容限定義如下： M = ??p ?,??sys + (S/N)OUT (22) 式中， ??sys為系統(tǒng)的損耗， (S/N)OUT為輸出端要求的信噪比。 通信系統(tǒng)要正常工作，必須保證在輸出端有一定的信噪比，并且還需要扣除系統(tǒng)內(nèi)部的損耗。除此之外，擴頻系統(tǒng)的其他一些性能也大都與 ??p有關。 理論分析表明，各種擴頻系統(tǒng)的抗干擾性能與信息頻譜擴展比例有關。所以， 擴頻碼脈沖序列 相對于信息碼元寬度很窄， 相應 地，擴頻信號的頻帶寬度將遠遠大于 信息碼元 帶寬。擴頻函數(shù)或擴頻碼序列僅僅起到 擴展頻譜的作用，與被傳信息無關。 擴頻通信系統(tǒng) 擴頻通信基本概念 擴頻通信，即擴展頻譜通信技術 (Spread Spectrum Communication Technoligy)， 它的基本特點是采用大大寬于信息帶寬的頻帶進行信息的傳輸 。 第 2章 TDSCDMA系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)基本原理 7 第 2 章 TDSCDMA 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)基本原理 本章將重點闡述 TDSCDMA 通信 系統(tǒng)的基本原理，討論 TDSCDMA的調(diào)制解調(diào)技術，為之后的仿真 程序編寫 打下理論基礎。 第 4 章 本章 是建立在前兩章的理論基礎上進行的 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)模型仿真， 分為三個部分， 第一部分是建立 TDSCDMA 系統(tǒng)的標準數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)的仿真模型即 QPSK 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)的仿真 ， 第二部分是建立 TDSCDMA 系統(tǒng)針對于 2Mbit/s 業(yè)務的 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)的仿真模型即 8PSK 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)的仿真，第三部分是建立 TDSCDMA 系統(tǒng)的標準數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)和擴頻調(diào)制解調(diào)合為一體的仿真模型，最后對其仿真結果進行分析， 得出相關結論 。本次設計的研究內(nèi)容和 論文的結構安排如下 ： 研究內(nèi)容： (1)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng) 的調(diào)制解調(diào) 基本原理進行 詳細了解 ； (2)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的數(shù)據(jù)調(diào)制技術進行詳細了解； (3)對于 TDSCDMA 通信系統(tǒng)中采用的擴頻調(diào)制技術進行詳細了解； (4)在 MATLAB 軟件中 建立 QPSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真 模型 ； (5)在 MATLAB 軟件中建立 8PSK 調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)仿真模型； (6)在 MATLAB 軟件中建立帶有 QPSK 數(shù)據(jù)調(diào)制與解調(diào)和 OVSF 擴頻調(diào)制與解調(diào)的 TDSCDMA 系統(tǒng)仿真模型； (7)對于最后得出的仿真 結果 進行詳細分析并進行改進； 論文的結構安排如下： 第 2 章 本章從總體上介紹了 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)部分的基本內(nèi)容，其中 包括 擴頻通信系統(tǒng)的基本原理和 TDSCDMA 系統(tǒng) 擴頻調(diào)制使用的正交可變擴頻因子碼 (OVSF 碼 ）， 然后從整體上描述了 TDSCDMA燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 系統(tǒng)的調(diào)制過程。 本論文研究內(nèi)容與結構安排 TDSCDMA 通信系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)部分大致分為信息調(diào)制與解調(diào)、擴頻調(diào)制與解調(diào)和數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)三大部分 [9]， 本設計的重點部分是TDSCDMA 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)。 2021 年 1 月 7 日，中國政府正式向中國移動頒發(fā)了 TDSCDMA 業(yè)務的經(jīng)營許可，中國移動也已 經(jīng)開始在中國的 28 個直轄市、省會城市和計劃單列市進行 TDSCDMA 的二期網(wǎng)絡建設，預計于 2021 年 6 月建成并投入商業(yè)化運營。截至 2021 年年末，在中國使用 TDSCDMA 網(wǎng)絡的 3G 手機用戶已達到 萬人 [6]。 2021 年 1 月，中國移動在中國北京、上海、天津、沈陽、廣州、深圳、廈門、 秦皇島 市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)；中國電信集團股份有限公司在中國保定市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)；原 中國網(wǎng)絡通信集團公司 （現(xiàn)中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團股份有限公司）在中國青島市建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)。同年，歐洲第二大電信運營商法國電信建成了TDSCDMA 試驗網(wǎng)。 2021 年，羅馬尼亞建成了 TDSCDMA 試驗網(wǎng)。 TDSCDMA 作為中國提出的第三代移動通信標準，自 1998 年正式向ITU 提交以來，已經(jīng)歷十多年的時間，完成 了標準的專家組評估、 ITU 認可并發(fā)布、與 3GPP（ 第三代伙伴項目 ） 體系的融合、新技術特性的引入等一系列的國際標準化工作，從而使 TDSCDMA 標準成為第一個由中國提出的，以我國 知識產(chǎn)權 為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。 經(jīng)過一年多的時間，經(jīng)歷了幾十次工作組會議幾百篇提交文稿的討論，在 2021 年 3 月 棕櫚泉 的 RAN 全會上，隨著包含 TDSCDMA 標準在內(nèi)的3GPPR4 版本規(guī)范的正式發(fā)布， TDSCDMA 在 3GPP 中的融合工作達到了第一個目標。 CWTS（ 中國無線通信標準研究組 ） 作為代表中國的區(qū)域性標準化組織，從 1999 年 5 月加入 3GPP 以后，經(jīng)過 4 個月的充分準備，并與 3GPPPCG（ 項目協(xié)調(diào)組 ） 、 TSG（ 技術規(guī)范組 ） 進行了大量協(xié)調(diào)工作后，在同年 9 月向燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 3GPP 建議將 TDSCDMA 納入 3GPP 標準規(guī)范的工作內(nèi)容。 ITU 綜合了各 評估組的評估結果。 國內(nèi)外關于 TDSCDMA 的研究現(xiàn)狀 TDSCDMA 的發(fā)展過程始于 1998 年初，在當時的郵電部科技司的直接領導下，由原 電信科學技術研究院 組織隊伍在 SCDMA 技術的基礎上，研究和起草符合 IMT2021 要求的我國的 TDSCDMA 建議草案。 TDLTE 的技術特點主要有 [3]： 第 1章 緒論 3 (1)靈活支持 ,3,5,10,15,20MHz 帶寬 ； (2)下行使用 OFDMA（ 正交頻分多址 ），最高速率達到 100Mbits/s,滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅? (3)上行使用 OFDM 衍生技術 SCFDMA（單載波頻分復用），在保證系統(tǒng)性能的同時能有效降低峰均比 (PAPR)，減小終端發(fā)射功率，延長使用時間 ， 上行最大速率達到 50Mbits/s； (4)充分利用信道對稱性等 TDD 的特性，在簡化系統(tǒng)設計的同時提高系統(tǒng)性能； (5)系統(tǒng)的高層總體上與 FDD 系統(tǒng)保持一致； (6)將智能天線與 MIMO 技術相結合，提高系統(tǒng)在不同應用場景的性能； (7)應用 智能天線技術 降低小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的服務質(zhì)量； (8)進行時間 /空間 /頻率三維的快速無線資源調(diào)度，保證系統(tǒng)吞吐量和服務質(zhì)量。 TDSCDMA技術優(yōu)勢在行業(yè)內(nèi)得到普遍認同。 TDSCDMA 具有廣闊的發(fā)展和應用前景，市場優(yōu)勢將隨著 TDSCDMA的商用而逐漸明朗。 (7)市場優(yōu)勢： TDSCDMA 技術優(yōu)勢是市場優(yōu)勢的源動力， TDSCDMA的發(fā)展勢頭迅猛，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成熟 ， 多廠家供貨環(huán)境日趨完善。干擾可控、支持異頻疊加覆蓋、碼資源規(guī)劃靈活等特點使網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)設計可以簡單實施，為運營商節(jié)省大量的技術培訓費用和人力資本費用。頻率利用率比較高，可以節(jié)省大量的頻率使用費用。 (5)成本優(yōu)勢： TDSCDMA 的成本優(yōu)勢來源于技術優(yōu)勢、頻率優(yōu)勢、組網(wǎng)優(yōu)勢和業(yè)務優(yōu)勢， TDSCDMA 的系統(tǒng)設備成本、組網(wǎng)成本、建設成本具有明顯優(yōu)勢。 (4)組網(wǎng)優(yōu)勢：首先 ， TDSCDMA 系統(tǒng)能同時保證各業(yè)務的連續(xù)覆蓋，WCDMA 和 CDMA2021 覆蓋采用同心覆蓋。 TDSCDMA 擁有全球一致的頻率劃分，為 TDSCMDA 在全球的推廣和漫游創(chuàng)造了得天獨厚的有利條件。 (3)頻率優(yōu)勢： TDSCDMA 采用 TDD（ 時分雙工 ） 模式，所以頻譜利用率比較高。對于WCDMA 和 CDMA2021 兩種制式的 3G 標準 ， 由于其上下行數(shù)據(jù)是在已經(jīng)分配好的兩個不同的頻段上傳輸，因此不能動態(tài)地根據(jù)上下行的數(shù)據(jù)傳輸量調(diào)整資源的分配，因此達不到資源的充分利用，頻譜效率比 較低。據(jù)權威機構估計，到 2021 年 ， 話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的比值將達到 1：10 的關系。 TDSCDMA 的優(yōu)勢突出表現(xiàn)在系統(tǒng)抗干擾和系統(tǒng)容量之間得到了很好的均衡、對混合業(yè)務的高效支持、系統(tǒng)自身有良好的持續(xù)發(fā)展和技術演進性。是我國電信史上重要的里程碑 [1]。 附錄 4 ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。 附錄 2 ....................................................................................錯誤 !未定義書簽。s IPbased international widely accepted and recognized wireless munication internationalcriteria. This is an important milestone in the history of China39。 最后通過